【導(dǎo)讀】車萬輛，銷售萬輛。自卸汽車27125輛，占總量的％。產(chǎn)量中保持第一位置，但在種類、型式、材料運用方面與國外還有一定的差距。本文首先對自卸車的設(shè)計特點以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了相關(guān)的概述。廂的設(shè)計、舉升機構(gòu)的設(shè)計、取力器的設(shè)計等方面進行了EQ3090自卸車的總體設(shè)計，并對主車副車架進行了改裝與設(shè)計。對整個EQ3090自卸車的外廓尺寸、輪距與軸距尺

　　

【正文】 螺栓 23 （ 3） U型夾緊螺栓 當選用其它連接裝置有困難時，可采用 U 型夾緊螺栓。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用 U型螺栓。當采用 U 型螺栓固定時，為防止主車架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。 綜合考慮三種連接方式的特點，以 及裝配工藝性，本文設(shè)計的天龍自卸車主副車架之間采用止推連 接板式 。 車架校核 車架受力分析及校核 當車架縱梁承受的是均勻分布的載荷（見圖 ）時，車架的簡化計算可按下述進行，但需要一定的假設(shè)。即認為縱梁為支承在前、后軸上的簡支梁；空車是簧上負荷 sG ( 24? 貨車可取 02 / 3sG m g? ， 0m 為汽車整備質(zhì)量 )均布在左、右縱梁的全長上，滿載時有效載荷 eG 則均布在車廂長度范圍內(nèi)的縱梁上；忽略不計局部扭矩的影響。 圖 貨車車架上均布載荷的分布情況 在圖 中， fR 為一根縱梁的前支承反力，由該圖可求得： ? ? ? ?21 224f S eR G L b G c cl? ? ? ????? （ ） 在駕駛室的長度范圍內(nèi)這一段縱梁的彎矩為 ： ? ?24 Sxf GM R x aL? ? ? （ ） 駕駛室后端至后周這一段縱梁的彎矩為： ? ? ? ? 22 1 144Sxf GGM R x x a c xLc ?? ? ? ? ? ? ????? （ ） 顯然，最大彎矩就發(fā)生在這一段縱梁內(nèi)，可用對上式中 )(/ xfMx ? 求導(dǎo)數(shù)并令其 24 為零的方法求出最大彎矩發(fā)生的位置 x，即 ? ?1 02xSfd M GR x l cd x L? ? ? ? ? ? 由此求得： ? ?12 ssf G l cG a G GxR L c L c? ????? ??? ? ? ? ??? ?????? （ ） 將上式代入公式（ ），即可求出縱梁承受的最大彎矩 maxM 。 已知 ?L 7350mm ， ?l 5150mm ， a =1500mm ， ?b 700mm ， c =6000mm ， 1c =3900mm ， 2c =2100mm 。 0 22 / 3 1 0 3 0 5 1 0 6 8 7 0 03SG m g N? ? ? ? ? eG =146950N ? ? ? ?1 6 8 7 0 0 7 3 5 0 1 4 0 0 1 4 6 9 5 0 6 0 0 0 4 2 0 0 3 2 6 8 3 . 2 54 5 1 5 0fRN? ? ? ? ?????? ? ?146 950 515 0 390 0687 00 150 02 326 5735 0 600 0 687 00 146 950735 50 600 0x m m??? ? ???? ? ? ? ?21 2 0 2 1 . 3 1 8 4 2 43 4 0 7 . 9 6 9 9 1 . 8 3 9 9 1 . 8 3 8 4 0 1 7 8 7 2 5 0 0 9 9 1 . 8 34 4 2 6 5 4 3 1 2 0xM ? ? ? ? ? ? ? ??????? = 如果考慮到動載荷系數(shù) ??dk 及疲勞安全系數(shù) ??n ，并將它們代入式（ ），則可求出縱梁的最大彎矩為： m a xm a x MnkM dd ? （ ） 取 n=， dk = ? 9 4 9 0 0 6 4 4 8 0 3 6 8 a x ????dM mmN? 則彎曲應(yīng)力可按下式求得： maxdMW?? ? （ ） 式中： W —— 縱梁在計算斷面處的彎曲截面系數(shù)，對于槽型斷面系數(shù)，對于槽型 25 斷面縱梁 ? ?66h b thW ?? （ ） 式中： h —— 槽型斷面 的腹板高， mm； b —— 翼緣寬， mm； t —— 梁斷面的厚度， mm。 式 ()中 h=300mm b=90mm t=8mm ? ? 3300 540 8 300 3360006W mm? ? ??? 因此最大彎應(yīng)力為： 194900642. 8 1 8 9 .6336000 M p a?? ?? 16Mn 鋼板的疲勞極限 1?? =220～ 260MPa ?? ? 1?? 所以可以安全承受載荷 。 功率和比功率計算 功率平衡計算 專用汽車在行駛過程中所需的驅(qū)動功率 Pt 按下式計算： 3m a x m a x1 3 6 0 0 7 6 1 4 0a DDtm g f CAP v V? ???????? （ ） 式中 am —— 整車總質(zhì)量 ? ?kg ； f —— 滾動阻力系數(shù)； ?—— 汽車底盤傳動系的機械效率； DC —— 空氣阻力系數(shù)； DA —— 整車迎風(fēng)面積 ? ?2m ； maxv —— 最高車速 ? ?/kmh ； 26 31 2 4 8 0 0 1 0 1 . 2 1 6 . 98 5 8 5 7 3 0 1 . 3 90 . 9 7 3 6 0 0 7 6 1 4 0tP K w? ? ???? ? ? ? ????? 若考慮發(fā)動機功率有一定 的儲備，則需要給發(fā)動機確定一定的負荷率，其范圍一般在 75％～ 90％。當外載負荷變化大，或車輛行駛所需的功率估算不準確時，應(yīng)取下限值，即 ；當外載負荷變化小，或所需的功率估算較準確時，取上限值，即 ，一般負荷率不大于 。這樣可計算出專用汽車發(fā)動機所需要的總功率 P 為： ? ? ? ? 7 3 0 1 . 3 9 9 7 3 . 50 . 7 5 0 . 9 0 0 . 7 5tPP K w K w? ? ?? （ ） 比功率計算 所謂汽車的比功率 dP 是指單位汽車總質(zhì)量的發(fā)動機功率，若不計風(fēng)阻，其計算式有 ? ?daP P m kW kg? （ ） 據(jù)統(tǒng)計，專用汽車（含汽車列車）比功率的大致范圍是： 3335 10 ~ 5 10 ~ 19 10 ~ adadm k g P k W k gm k g P k W k gm k g P k W k g??? ? ??? 目前，隨著公路條件的改善，車輛運輸速度的提高，比功率有增加的趨勢。例如有的國家規(guī)定，對于大客車、貨車 (專用車 )及汽車列車，其比功率不能低于 ，以防止車輛的動力性不足，阻礙車流。 9 7 3 . 5/ / 0 . 0 0 6 /24800dP P m K w K g K w K g? ? ? 本章總結(jié) 本章主要完成對所選的車架根據(jù)設(shè)計需要進行改裝，本設(shè)計中主、副車架之間選用止推板鏈接 ，并完成對車架的校核，經(jīng)校核所選車架可以安全承載，本章還對發(fā)動機功率進行校核，經(jīng)校核發(fā)動機功率符合設(shè)計要求。 27 第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 油泵的選型計算 本設(shè)計選用單向定量齒輪泵，液壓缸的額定壓力是 10MPa. 表 齒輪泵部分產(chǎn)品技術(shù)參數(shù) 類別 型號 排量 mL﹒ 1r? 壓力 MPa 轉(zhuǎn)速 1minr ?? 容積效率 % 額定 最高 額定 最高 外嚙合齒輪泵 CB 32,50,100 10 1450 1650 90 CBB 6,10,14 14 20xx 3000 90 CBB 125 － 1450 — 70 95 CBC 10 32 10 14 1800 2400 90 CBD 32 70 由上表可確定齒輪泵型號為 CB。 油箱用于儲存油液，以保證供給液壓烯烴充分的工作油液，同時還具有散發(fā)油液中的熱量，釋放出混在油液中的氣體，沉淀油液中的污物等作用。油箱可分為開式油箱和閉式油箱兩種。開式油箱中的油液的液面與大氣相同，而閉式油箱中的油液的液面與大氣隔絕。液壓系統(tǒng)多數(shù)采用開式油箱，本設(shè) 計選用開式油箱 。 油箱的設(shè)計要點 ： （ 1） 應(yīng)有足夠的強度和剛度 油箱一般用 4mm 厚的鋼板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角鐵和筋板，以能加剛性。 28 （ 2） 油箱應(yīng)有足夠的容量 在液壓系統(tǒng)工作時，液面應(yīng)保持一定的高度，以防止液壓泵吸空。為保證系統(tǒng)中的油液全部流回油箱時不致溢出，油箱液面不應(yīng)超過油箱高度的 80%，油箱的有效容積可按經(jīng)驗公式（ ）計算 ， nV kq? （ ） K 為經(jīng)驗系數(shù)，低壓系統(tǒng)中取 2 4，中亞系統(tǒng)中取 5 7，高壓系統(tǒng)中取 10 12； nq為液壓泵的額定流量。 本設(shè)計中： k=10 nq =400 由式（ ）可計算出 1 0 4 0 0 4 0 0 0V mL? ? ? （ 3） 吸油口、回油口和泄油口的設(shè)置 吸油管及回油管應(yīng)隔開，最好用一個或幾個隔板隔開，以能加油液循環(huán)距離，使油液有充分時間沉淀污物，排出氣泡并冷卻。隔板高度，一 般取右面高度的 3/油管離箱底距離 H 2D,距箱壁大于 3D(D 為吸油管外徑 )?；赜凸苄璨迦胗兔嬉韵戮嘞涞?h 2d（ d為回油管外徑），油管口應(yīng)切成 45176。斜角，切口面向箱壁。泄油口一般設(shè)置在油箱最低部，管口一般安裝網(wǎng)式過濾器，以便放出油液中低層中的雜質(zhì)。 （ 4） 加油口和空氣過濾器的設(shè)置 為防止油液滲漏和污染，油箱上的蓋板以及油管進出口要加密封裝置。注油口應(yīng)安裝濾網(wǎng)。通氣孔需裝空氣過濾器。 液壓系統(tǒng)原理 自卸車車廂的舉升主要是依靠液壓系統(tǒng)和舉升缸 完成的， 在自卸車傾瀉過程中液壓系統(tǒng)起到至關(guān)重要的作用。本設(shè)計液壓系統(tǒng)原理如圖 。 29 圖 液壓 原理圖 本章總結(jié) 本章主要完成自卸車液壓部分的設(shè)計與研究，通過對液壓泵的選用，油箱的設(shè)計，取力器的選用等對液壓系統(tǒng)有更好的了解。 30 第 6 章 天龍自卸車動力性能的計算 動力性能影響著礦用自卸車的爬坡能力，加速性能等。礦車的動力性主要是指車輛在良好路面上直線行駛時有汽車受到的縱向外力決定的，所能達到的平均行駛速度。評價礦用自卸車的動力性能指標有： ； 因數(shù)； 。 動力學(xué)方程的建立 當?shù)V車在水平道路上行駛時，坡度阻力和加速阻力不存在，此時礦車在行駛方向上的方程式為 ： ksP F F P?? ? ?? （ ） /k e g o kP M i i r?? （ ） fF Gf? () 22/ KFV? ? () /e k g oV n r i i? () 式中 : kP 是整車牽引力， fF 是滾動阻力， P? 是空氣阻力， eM 是發(fā)動機轉(zhuǎn)矩， gi 表 31 示變速箱的傳動比， oi 表示主減速器的傳動比， ? 表示傳動系統(tǒng)的機械效率， kr 是輪胎的滾動半徑， F 是迎風(fēng)面積， V 是整車的行駛速度， en 為發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。 發(fā)動機外特性 已知： M=24800kg； f =,； oi =； kr =； F = gi =［ ,， ,1］ 表 發(fā)動機外特性數(shù)據(jù) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速r/min 1000 1200 1300 1400 1500 1600 1800 1900 2100 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩N﹒ m 1460 1550 1560 1555 1520 1470 1353 1297 1186 計算不同檔位，不同轉(zhuǎn) 速下對應(yīng)的車速，根據(jù)方程式 ()，爬坡檔的計算結(jié)果如表 所示。 7檔的計算結(jié)果如表 3所示 。 表 2 不同轉(zhuǎn)速下爬坡檔（ ? ）車速表 轉(zhuǎn)速r/min 1000 1200 1300 1400 1500 1600 1800 1900 2100 速度km/h 表 3 不同轉(zhuǎn)速下 7 檔（ 1gi? ）車速表 轉(zhuǎn)速r/min 1000 1200 1300 1400 1500 1600 1800 1900 2100 速度km/h 由上表可以知道，爬坡最高車速為 ，最低車速為 ， 7 檔的最高車速為 。 利用計算出來的車速，根據(jù)方程式（ ）計算不同轉(zhuǎn)速下各檔車速對應(yīng)的空氣阻力。根據(jù)方程式（ ）計算不同轉(zhuǎn)速下整車牽引力的大小。 整車的動力因數(shù)計算方程式如下 ? ?/kD P P G???